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Sunday, May 14, 2017

NATURAL MEDICINE









NATURAL MEDICINE:NEURAL SYSTEM→INMUNE SYSTEM →CURE


We have previously communicated to you, dearly  public, our concept of natural medicine: one, which identifies, extracts, copies and amplifies pharmacological products, generated by our organisms  -in a personalized way- in normal state or when we are exposed to internal or external threats. A concept that reaches medicinal products produced by plants that over thousands of years have generated defensive pharmacological products with potential to defend themselves and us. As the human organism is only able to produce these products in small quantities, it is necessary to extract and multiply them by biochemical or microbiological methods (cultures). Examples of the concept of natural medicine are vaccine-induced antibodies that have eradicated global viral pandemics, anti-melanoma vaccines and new treatments against certain cancers using T lymphocytes extracted from the patients themselves. In this context it is necessary to briefly analyze a vision extracted from the ancient acupuncture (stimulation of the vagus pronouncing the vibratory sound: Ohmmm), in order to induce improvement or cure of certain human  diseases. Under this conceptual umbrella and certain results in the treatment of epilepsy, current technology has created a commercial bio-electronic device, which stimulates the nervous and immune systems with beneficial health outcomes. This is the Setpoint Medical Deliver, adevice that electrically stimulates the vagus nerve. Vagal stimulation is tested with success in rats and humans (experimental phase) by pressing 6 times a small magnet, for 60 seconds, implanted under the skin of the clavicle, an action that after producing a small vibration in the throat stimulates electrically the vagus nerve, impulses retransmitted to the splenic nerve, releasing norepinephrine, which activate the immune cells T, which release acetylcholine to the liver, intestine and macrophages of the spleen, which finally inhibit the release of tissue necrosis factor (TNF), that cause destructive inflammatory lesions in certain organs and systems in people with chronic inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis, lupus erythematosus, Chron's disease, diabetes, etc. Vagal stimulation partially or totally limits the destructive inflammatory effects described.



  

MEDICINA NATURAL: SISTEMA NERVIOSO→SISTEMA INMUNE→ CURA.


Os hemos comunicado previamente caro publico,  nuestro  concepto de  medicina natural: una,  que identifica, extrae, copia y  amplifica en forma personalizada productos medicamentosos, generados por nuestros organismos,  en estado  normal o cuando  estamos expuestos a  noxas internas o externas.  Un concepto que  alcanza  a productos medicamentosos  producidos por  vegetales que a lo largo de miles de años han generado  productos farmacologicos defensivos  con  potencial para defenderse y tambien a nosotros.  Como el   organismo humano  solo  es capaz   de producir  estos productos  en pequeñas cantidades, es necesario  extraerlos  y multiplicarlos por metodos bioquimicos o microbiologicos (cultivos).  Ejemplos del  concepto de medicina natural son  los anticuerpos inducidos por la vacunas que han erradicado  pandemias virales mundiales, las vacunas anti-melanoma y   los  nuevos tratamientos contra ciertos canceres empleando linfocitos T extraidos de los propios pacientes.  En este contexto   es de necesidad  analizar brevemente  una vision extraida de la antiquisima acupuntura (estimulacion del vago pronunciando el sonido vibratorio : Ohmmm), a fin de inducir  mejora o cura de ciertos males humanos. Bajo esta sombrilla conceptual y ciertos resultados en el tratamiento de la epilepsia,  la tecnologia actual ha creado un dispositivo comercial bio-electronico,   que estimula   los sistemas  nervioso e inmune con resultados sanitarios beneficos. Se trata del Setpoint Medical Deliver, un dispositivo  que estimula electricamente al  nervio vago. Probado con exito en ratas y en humanos (fase experimental), la estimulacion  vagal  se  realiza   presionando  6 veces un pequeño magneto,  durante   60 segundos,  implantado debajo de la piel de la clavicula, accion que   tras producir   una pequeña vibracion en la garganta estimula electricamente  al  nervio vago, impulsos re-transmitidos  al nervio   esplenico,  liberando noradrenalina, que activan a las  celulas inmunes T,  que liberan acetilcolina al higado, intestino y  macrofagos del bazo, los    que finalmente inhiben la liberacion del factor de necrosis tisular (TNF-α),  causante de lesiones inflamatorias destructivas en determinados organos y sistemas  en personas  con  enfermedades inlamatorias cronicas como la artritis reumatoide, lupus eritematoso, enfermedad de Chron, diabetes, etc. La estimulacion vagal limita  parcial o totalmente,  los efectos inflamatorios destructivos descritos.


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Monday, May 01, 2017

MORE IMAGINATION




GENIUS: MORE IMAGINATION, THAN KNOWLEDGE.


As part of an academic exercise several teachers generated ideas about how we should position   our Peruvian Medical School -where we work- around 2517. Task with contrary opinions that preferred shorter goals: 20 and not  the  500 years proposed; even more so if our Medical School  lacks in the present moment an adequate position within the best medical faculties in the world. The minority within I was -contrary- perceived tis idea as   interesting, recalling the theories of Democritus and Leucippus, which in a similar exercise 2700 years ago, imagined small particles (atoms), as the last and eternal constituents of matter, those of Da Vinci, 540 years ago, imagining and bequeathing us a sketch of the helicopter (air screw), those of Jules Verne 165 years ago, that in his work From the Earth to the Moon,  imagined to perfection, a trip towards our satelite. In an extended conversation outside the classroom where these ideas were being discussed, a group of teachers within I was,  began to comment on some scenes from the current mini-serie of TV: Genius, directed by Ron Howard (formerly a nerd actor in the series: Happy Days), issued  actually  by  National Geographic Channel. The series recreates scenes of the life of the German genius, in which his position on the subject we discussed was already inserted with steel nails in the history of science to proclaim Einstein that: imagination is more important than knowledge. As it is known, Einstein who never performed a transcendent experiment in a formal laboratory  otherwise, performed virtual experiments while walking,  wherever he was. The theory of relativity was conceived in this way. And when Einstein timidly entered to the polytechnic of Zurich, his mother encouraged him by saying: the strength of polytechnical academics is knowledge, yours is  imagination. His attachment to science (the search for truth, according to his own conception), led him early to become independent from the paternal guardianship, when his father  was struggling to impose him a  career as an engineer, to which Einstein replied: I am an internationalist  and   pursuit  the truth, I do not want to be an engineer to create material things and make a profit. I will be an academic. Under these principles and without wanting it, Einstein planted the germinal seeds of a current of anti-scholastic learning, which 100 years later fructifies throughout the planet: not to unreflective knowledge, knowledge yes, but with ethics, not to memorism. Now, we had it clear, change must be deep in our faculty, and although the task will be immense, we should change everything. Freed from prejudices, we foresee  our faculty around the year 2517, working on: knowledge theory, health preventive programs, lengthening of the useful life, use of stem cells, creation of superhumans, personalized  medicine, use of nanotechnology and computer science at all levels and positioned in the following areas: 1) Teaching-learning: a) Daily use of the scientific method by students and teachers, facilitator of the diagnosis of past, present and future diseases. b) Reduction of   undergraduate  study to 3 years in order to have young doctors. Duration of specialization: 4 years. c) Courses of undergraduate and postgraduate (specialization), destined to acquisition of competences. Elimination of masters, persistence of doctorates aimed at creating new knowledge. d) Replacement of current memory exams for proposed solutions to real problems. 2) Preventive programs to keep healthy populations, initiated since  fetal life. Universal vaccination of the population, genetic reengineering controlled by ethics. Universal, balanced feed with safe transgenics. Strengthening of natural defenses. Health monitoring of vulnerable and/or remote populations with state-of-the-art technology. Implementation of sanitary telematics in all homes and corners of the country. Replacement of medicine based on the average response of large groups by others with  monitoring and predicting responses to therapeutic plans adapted to their physiology, obtained by wireless sensors. Use of unmanned drones to carry drugs or vaccines to areas of difficult access, analysis of microorganisms, allergens or air pollutants, sampling in areas of high risk of contagion and remote fumigation  control with biological agents. 3) promotion   and monitoring of sports programs for all ages through biosensors. 4) chips containinig   total clinical  records  and the genome of each person or patient.  5) Early   detection of diseases by genome analysis, by supercomputation of the genome (assessment of differences and similarities between the standard and sequential anomalies). Personalized medicine and pharmacotherapy based on total knowledge of the genome. Effectively released drugs (without damaging healthy cells) with techniques of nanotechnology.  6) Programmed self-replacement  of internal human organs for those who want it to be mediated by stem cells taken from cryopreserved cells of the umbilical cord, mediated by biological impression in 3D or by devices manufactured with new materials: artificial eyes or pancreas, in order to maintain useful lives of 400 to 500 years. 7) Universal prevention and cure of cancer. 8) Extended use of robotics for difficult or remote operations, brain neurosurgery without opening the skull; Intrauterine fetal surgery. Fusion of technology with the human being to  overcome   disabilities or creation of superhumans,   if necessary. 9) Be a referent to  global level of diseases prevalent in our country (Tuberculosis,  Dengue, Uta, Chagas Disease, Bartonellosis, Malaria, etc.).



GENIUS: MÁS  IMAGINACIÓN,  QUE  CONOCIMIENTO

Como parte de un ejercicio académico varios docentes generábamos  ideas   respecto a cómo debería posicionarse y verse  a sí misma  nuestra facultad de medicina peruana  donde trabajamos, hacia el año  2517. Tarea  con opiniones    contrarias  que preferían metas más cortas : 20  y, no los 500 años propuestos;  más aún si  nuestra facultad carece en el  momento actual de un  posicionamiento  adecuado al interior  de las mejores   facultades de medicina mundiales. La minoría dentro de las que me encontraba -contrariamente- percibía la idea interesante, al recordar las teorías de Demócrito y Leucipo, que en un ejercicio similar  realizado hace 2700 años, imaginaron  partículas pequeñas (átomos), como constituyentes  últimos y eternos  de la materia,  las de Da Vinci,  hace 540 años, imaginando y legándonos un boceto del helicóptero (tornillo aéreo), las de Julio Verne hace 165 años, que en su obra De la Tierra a la Luna, imagino a la perfección, un viaje hacia nuestro satélite.  En conversación extendida fuera del recinto donde se discutían estas ideas, un grupo de docentes dentro de los que me encontraba   empezó a comentar algunas escenas de la mini-serie actual  de TV : Genius, dirigida por Ron Howard (otrora actor nerd de la serie : Los días felices),   emitida por National Geographic Channel. La serie recrea  escenas de la vida del  genio alemán, en las que su posición respecto al tema que discutíamos  ya  había sido insertada con clavos de acero en  la historia de la ciencia al proclamar Einstein que: la imaginación es más importante que el conocimiento.  Como se sabe, Einstein que nunca realizo un experimento de trascendencia en un laboratorio formal  -contrariamente- realizaba  experimentos virtuales mientras  paseaba, estaba en clase, dondequiera que estuviere. La teoría de la relatividad fue concebida de esa manera.  Y, cuando Einstein tímidamente ingreso a trabajar al politécnico de Zurich, su madre lo alentó diciéndole:   la fuerza de los académicos del politécnico es el   conocimiento,  la tuya es tu imaginación.   Su apego a la ciencia (búsqueda de la verdad, según  su propia concepción), lo llevo a independizarse tempranamente de la tutela paterna, cuando este  pugnaba por imponerle la carrera de ingeniero, a lo que Einstein replicaba: Soy internacionalista, empleare  mí tiempo en la búsqueda de la verdad,  no quiero ser ingeniero para crear cosas materiales y obtener ganancias económicas. Seré un académico. Bajo estos principios y sin  desearlo Einstein planto las semillas germinales de una corriente  de aprendizaje antiescolastica, que 100 años después fructifica  en todo el planeta: no al conocimiento irreflexivo, conocimiento [UdW1] [UdW2] , pero con ética, no al memorismo. Ahora, la teníamos clara,  el cambio debe   ser profundo en nuestra facultad, y, aunque la tarea sera inmensa,  deberíamos  cambiarlo todo. Liberados de prejuicios, visionamos   a nuestra facultad hacia el año 2517, trabajando en   : teoría del conocimiento, programas preventivos,   alargamiento de la vida útil, empleo de células madre, creación de superhumanos, personalización de la medicina, empleo de la   nanotecnología  e  informática a todo nivel y  posicionados en los siguientes rubros:  1) ENSEÑANZA-APRENDIZAJE: a) Empleo  cotidiano del método científico  por   estudiantes y docentes, facilitador del diagnóstico de enfermedades pasadas, presentes y futuras. b)  Reducción de los años de Pregrado a 3 años a  fin de contar con médicos jóvenes. Duración de la   especialización: 4 años. c) Cursos de pregrado y postgrado (especialización), destinados a  adquisición de competencias.  Eliminación de maestrías,  persistencia de  doctorados destinados a crear conocimiento nuevo. d) sustitución de los  exámenes memorísticos actuales por propuestas de solución a problemas  reales. 2) PROGRAMAS PREVENTIVOS  PARA  MANTENER A  POBLACIONES SANAS,  iniciadas desde la vida fetal.  Vacunación universal  de la población, reingeniería genética controlada por la ética. Alimentación  universal, balanceada con  transgénicos seguros. Potenciación de las defensas naturales. Monitoreo sanitario a  poblaciones vulnerables y/o  remotas con tecnología   de vanguardia.  Implantación de  TELEMÁTICA SANITARIA en todos los hogares y rincones del país. Sustitución de la medicina basada en la respuesta media de  grandes grupos por    otras de supervisión y predicción de respuestas  a  planes terapéuticos adaptados a su fisiología, obtenidos  por   sensores y métodos inalámbricos. Empleo  de drones  no tripulados para llevar medicamentos o vacunas a zonas de difícil acceso, análisis de  microorganismos, alérgenos o contaminantes del aire, toma de muestras en áreas de alto riesgo de contagio y fumigación teledirigida  con agentes biológicos. 3) ALIENTO Y MONITORIZACIÓN DE PROGRAMAS DEPORTIVOS para todas las edades mediante biosensores.  4) CHIPS CONTENIENDO HISTORIA CLÍNICA TOTAL Y GENOMA de cada persona o paciente. 5)  DETECCIÓN PRECOZ DE ENFERMEDADES mediante análisis del genoma,  por  supercomputación  del  genoma (valoración de diferencias y semejanzas entre el standard y  anomalías secuenciales). Medicina  y farmacoterapeutica  personalizada  basada en el conocimiento total del genoma. Fármacos   liberados en  forma  efectiva (sin dañar células sanas), con  técnicas de  NANOTECNOLOGIA 6) AUTORECICLAJE  PROGRAMADO DE ÓRGANOS HUMANOS  internos para quien lo deseare sea mediada  por  células madre tomadas de células criopreservadas del  cordón umbilical, mediada por   impresión biológica en 3D o  por dispositivos fabricados con nuevos materiales :ojos o páncreas artificiales,  a fin de mantener vidas útiles de  400 a 500 años. 7) Prevención universal y cura  del cáncer. 8) Empleo extendido de la ROBÓTICA para operaciones dificultosas o a distancia, neurocirugía cerebral  sin  abrir el cráneo;  cirugía fetal intrautero. Fusión de la tecnología con el ser humano para suplir discapacidades o creación de superhumanos de ser necesario. 9) SER REFERENTE a nivel mundial de las enfermedades predominantes en nuestro país (TBC, Dengue, Uta, Enfermedad  de Chagas, Bartonelosis, Paludismo, etc.). 



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Wednesday, April 26, 2017

ARTIFICIAL WOMBS





NOAH’S ARK, 2030.  If a major world catastrophe occurred: nuclear hecatomb or impact of a large asteroid on Earth and only survive in powerful bunkers a very small portion of humans with the best remaining technology. How would repopulate this minority the entire world? In Brave New World (1932), Aldous Huxley conceived enormous canvases hung  on the walls, serving  as artificial wombs for total extra-uterine gestations. Altough this fiction still  does not  materialize, we begin to approach it. 6 preterm fetuses of  lambs equivalent  to 23-week-old human fetuses were able to complete their development  in artificial wombs  for the first time  :transparent  biobags  filled with amniotic fluid substitutes connected to gas exchangers  attached  to  the umbilical  cords of floating lambs,  providing them with oxygen, nutrients and chemicals, to stimulate their  growth.  Biobags  built at a hospital in Philadephia (Nature Communications).
ARCA DE NOÉ, 2030
Si ocurriese una  gran catástrofe mundial : hecatombe    nuclear o  impacto de un gran asteroide sobre  la Tierra y solo sobreviviesen en poderosos bunkers   una pequeñísima  porción de humanos  con la  mejor tecnología remanente ¿Cómo haría esta minoría para repoblar el mundo?. En Brave New World (1932), Aldous Huxley concibió  enormes lienzos colgados en las  paredes fungiendo de úteros  artificiales para gestaciones extra-uterinas totales.   Aunque esta ficción aún no se materializa, nos empezamos a acercar a ella.  6  fetos prematuros  de corderos   cesareados  equivalentes a  fetos  humanos de   23 semanas lograron  por primera vez completar  su desarrollo   en úteros  artificiales : biobags trasparentes, llenos de sustitutos de liquido amniótico conectados a intercambiadores de gases unidos a los  cordones umbilicales de corderos  flotantes,  proveyéndoles de oxígeno, nutrientes y químicos para estimular  sus  crecimientos.  Biobags construidos en un hospital de Filadelfia (Nature Communications) 




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Monday, April 24, 2017

CHROMATIN REMODELING





CHROMATIN REMODELING

There are some important questions about DNA: how and where was DNA formed, for the first time: on Earth? In outer space?. What laws make possible its stability and sustained self-reproduction? For us, DNA obeys the same laws that govern the natural world and therefore -over time- we will be able to create artificial DNAs not only with the same functions, but improved  (longer useful life, improved genes to prevent and fight many diseases, including cancer, that our cells generate more ATP,  stronger bones and teeth, skin automatically adaptable to climatic changes, etc.). To achieve this goal is necessary to arrive at a holistic understanding of DNA  functioning, with the help of science and technology. With respect to the latter, the rapid and increasing understanding of  cellular packing and repair mechanisms of the cellular chromatin with the use of the cryo electron microscopy (Cryo EM), which freezes the biological samples, cuts, aligns and  showed   them   in 3D, allows to confirm hypothesis and to create others, at great speed. A recent paper by Xiao Li et al  published in Nature, explains the organization of massive genomes in order to remain functionally stable and the mechanisms of packaging and remodeling of chromatin, revealed by the paired structure of nucleosomes-Snf2 enzymes, the latter capable to alter the structure of the chromatin and positions of cellular nucleosomes, allowing   regulatory proteins to access to the DNA. The Cryo  EM allowed to visualize the  ​​union of the 2 main domains of these enzymes to the nucleosome to activate, to allow  coupling and  ATP  hydrolysis, for the remodeling of the chromatin. The enzyme Snf2, binds to the phosphate pillars of a DNA gyre  (nucleosome), using mechanisms employed  with different remodelers. Finally the enzyme deforms locally the nucleosome of the DNA in the area of ​​union initiating the reaction of remodeling. Although the work did not detect the protein that function as an engine (perhaps:  cohesin protein complexes or RNA polymerases), to allow the extrusion of DNA loops, the study only discovered already known mechanical and topological mechanisms. An important work because the extrusion of DNA loops, holds together many local regions of the genome, protected by a central organizing principle, which prevents the entanglement   of the loops while   chromosomes are formed. Although the authors believe that studying the proper conformation of DNA loops or their deviations will serve to detect health and cancer states, the energetic mechanism that forms these loops continues to be a mystery.



REMODELACION DE LA CROMATINA



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De las variadas preguntas existentes, respecto al DNA hay  algunas  importantes como: donde y como se formo el DNA,por primera vez: en la Tierra? En el espacio exterior?.  Que leyes hacen  posible su estabilidad y sostenida  autoreproduccion?. Para nosotros,  el DNA obedece a las mismas leyes   que  gobiernan  al mundo  natural y, por  lo tanto -con el tiempo- seremos capaces de   crear  DNAs artificiales  no solo con  las mismas funciones, sino  mejoradas (vida util mas prolongada, genes mejorados para prevenir y combatir muchas enfermedades, incluido el cancer,  que nuestras celulas generen mas ATP,  que  generen huesos y dientes mas fuertes,  piel automaticamente adaptable a   cambios climaticos,etc). Para lograr esta meta es necesario arribar a  una comprension holistica del funcionamiento del DNA,con la ayuda de la ciencia y tecnologia. Respecto a esto ultimo, se avanza rapidamente, siendo  prueba de ello  la  acelerada y creciente comprension de parte de  los mecanismos de   empaquetamiento y reparacion de la cromatina  celular  mediante el empleo del  microscopio electronico en frio (MEF), que congela minusculas muestras biologicas, las corta, las  alinea y tras  visibilizarlas  en  3D, permite  confirmar  hipotesis y crear  otras, a gran velocidad.  Un reciente trabajo de Xiao Li y colaboradores publicado en Nature,   explica la organizacion de genomas masivos a fin de  mantenerse funcionalmente estables y los mecanismos de empaquetamiento y remodelacion  de la  cromatina, revelados por la estructura apareada de  nucleosomas-enzimas  Snf2,  estas ultimas Year published:capaces de alterar  la  estructura de la cromatina  y las posiciones de  nucleosomas celulares,  permitiendo a las proteinas regulatorias acceder al DNA. El MEF permitio visualizar la union de los 2 principales dominios  de  estas enzimas  al  nucleosoma  para  activarse,  permitir  el acoplamiento e  hidrolisis del  ATP, para la remodelacion de la cromatina.  La enzima Snf2, se une a los   pilares del fosfato de un giro del  DNA (nucleosoma), mediante   mecanismos empleados con diferentes remodeladores. Finalmente la enzima deforma  localmente al nucleosoma del  DNA en el area de union  iniciandose la reaccion de remodelacion. Aunque el trabajo no detecto a la proteina que hace de motor (se sospecha de complejos proteicos de  coesina y  RNA polimerasas), para permitir la extrusion de asas de DNA, el estudio solo descubrio mecanismos mecanicos y topologicos,  ya conocidos. Un  trabajo importante porque  la  extrusion   de asas de DNA,  mantiene unidas  muchas  regiones locales del  genoma, al amparo de un principio organizador central, que impide el atascamiento  de las asas mientras se  forman  los cromosomas.  Aunque los autores opinan que el estudio de la conformacion adecuada de las asas de DNA o sus desviaciones  serviran para detectar estados de salud y cancer, el mecanismo energetico que forma estas asas continua siendo    un misterio. 

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Sunday, January 29, 2017

HUMAN REPLACEMENT ORGANS




HUMAN REPLACEMENT ORGANS, WITHOUT IMMUNE REJECTION



What, if we could generate in animals,  human  replacement  organs ?. To this end: Jun Wu and Juan Carlos Izpisua Belmonte injected stem cells obtained from the skin of a human to an early embryo of pig in order to grow human stem cells in these embryos in order to develop human organs in pigs to be transplanted to humans, without risk of immune rejection. A method which first requires  to generate chimeras (2 different genomes/mosaics or mixtures of human and pig cells). Almost simultaneously: Tomoyuki Yamaguchi and Hideyuki Sato (University of Tokyo) and Hiromitsu Nakauchi (U. of Stanford), inserted pancreatic glands (composed of mouse cells), grown in a rat, which helped reverse induced diabetes, in mice. By the way, a procedure not without risks, such as  to create humanized animals. If human stem cells are incorporated into the brain of a pig, it could acquire human qualities or be part of its reproductive organs. In 2013, Dr. Steven Goldman injected a special type of human brain cells into mice, favoring the learning of these animal. As a result, bans on these procedures emerged. The NIH (American National Health Institutes),  requires that human stem cells to be injected into animal embryos be previously examined by a committee of experts. It is difficult to convert human stem cells into replacement organs  treating them with chemicals inside glass tubes, in order to create   brains, hearts, lungs and others, instead  with live embryos. Now, it is possible to create mouse chimeras  injecting even iPS cells (induced stem cells) into rat embryos. In order  to produce specific organs,  Izpisua Belmonte  and Dr. Nakauchi direct  donation of human stem cells to generate specific organs in recipient species. To do this, Nakauchi disconnects the master gene that generates pancreas in rats, so that when mouse stem cells are injected into the early embryo of a rat, a pancreas is created consisting exclusively of rat cells, rather than cell mixtures (rat-mouse) ; a procedure that also prevents cells from being incorporated into the brain or reproductive tissue. 10% of mouse pancreas, generated in rats, are composed of rat cells because rats supply blood vessels to the organs, but  blood vessels of the rat are rapidly replaced when the organs already formed are transferred to the mice . In the near future, it is expected that  genomic editing technique: Crispr-Cas will allow human cells inserted into a pig embryo to be correctly channeled into organs of interest.





ORGANOS HUMANOS DE REEMPLAZO,  SIN RECHAZO INMUNE



Y  que, si  pudiesemos  generar en animales, organos humanos de reemplazo?. A este fin: Jun Wu y  Juan Carlos Izpisua Belmonte  inyectaron  celulas madre  obtenidas de la piel de un humano,  a un temprano embrion  de cerdo  a fin  de   hacer  crecer celulas madre humanas en estos embriones para     desarrollar  organos humanos en cerdos, a  ser   transplantados a humanos, sin   riesgo de rechazo inmune. Un   procedimiento  que requiere   generar primero  quimeras (2 genomas diferentes/mosaicos o mezclas de  celulas humanas y de cerdo). Casi simultaneamente :  Tomoyuki Yamaguchi y  Hideyuki Sato (Universidad de Tokio)  y  Hiromitsu Nakauchi (U. de  Stanford), insertaron  glandulas pancreaticas (compuestas  por   celulas de raton), hechas crecer   en una rata, que ayudaron a revertir  diabetes inducidas, en  ratones. Por cierto, un  procedimiento no exento de riesgos  :  crear animales humanizados. Si las celulas madre humanas se   incorporan al cerebro de un cerdo este podria adquirir cualidades humanas o, formar parte de sus   organos  reproductivos.   El 2013, el Dr. Steven Goldman inyecto  un tipo  especial  de  celulas cerebrales humanas a ratones,  favoreciendo  el aprendizaje del animal. Ante ello, emergieron    prohibiciones para estos procedimientos.  El  NIH (National Health Institutes), americano exige que las células madre humanas a ser inyectadas en  embriones animales sean examinadas previamente por un comité de expertos.   Es dificil  convertir celulas madre humanas en  organos de reemplazo  tratandolas con sustancias quimicas al interior de tubos de vidrio, en vez de construir cerebros, corazones, pulmones y otros con  embriones vivos. Ahora, es posible  crear  quimeras de  raton  inyectando  incluso celulas  iPS (celulas madre inducidas),  a embriones de rata. De otro lado, se  trabaja intensamente para producir   organos especificos.    Izpisua Belmonte’s y el  Dr. Nakauchi  dirigen la donacion de celulas humanas para generar organos especificos en especies recipientes. Para ello,  Nakauchi  desconecta el gene maestro  que  genera   pancreas en ratas,  de modo que cuando las celulas madre del raton son inyectadas al  embrion temprano de una rata, se crea   un pancreas conformado  exclusivamente por  celulas de rata,  en lugar de  de  mezclas de celulas  : rata-raton ; un  procedimiento que   impide  tambien que las celulas sean incorporadas al cerebro o al   tejido reproductivo. del formulario

El 10% de pancreas de ratones,  generados en ratas  estan compuestos de celulas de rata,  porque las ratas suministran  los vasos sanguineos para los organos, pero   los vasos sanguineos de la rata son reemplazados rapidamente  cuando los organos ya formados, son transferidos a los ratones.   En el futuro cercano, se espera que  la tecnica de edicion genomica :  Crispr-Cas   permita que las celulas humanas insertadas en un   embrion de cerdo  sean  correctamente  canalizadas hacia  organos de interés. 

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Tuesday, January 24, 2017

PROTOCELLS AND ORIGIN OF LIFE




MICRODROPLETS AND ORIGIN OF LIFE


The rejection of  spontaneous life’s generation  theory,  would impel to Aleksandr Oparin (1924), to raise a hypothesis about the  origin of  life. According to him, lightning  provoked chemical reactions between amino acids and abiotic organic molecules, forming colloids (in oceans and stagnant primitive waters), held together by electrostatic forces that would evolve to protocells (liquid drops, without membranes, containing abiotic molecules and thereafter  nucleic acids), prone to autosynthesis, theory endorsed later by the experiments of Stanley Miller (1953). Now David Zwicker (Zwicker, D., Seyboldt, R., Weber, CA, Hyman, AA & Jülicher, F. Nat. Phys. Http://dx.doi.org/10.1038/nphys3984: 2016) and collaborators (Max Planck Institute), strive to understand and replicate the formation of first protocells (chemically active microdrops: absorbing and expelling chemicals), tending to make them spontaneously self-breeding and self-dividing, a phenomenon that would create the most primitive cells. The next step for these protocells would be to self-supply a membrane of fatty acids to keep captured the chemicals of life. It is here that experiments carried out by Zwicker and his students come on the scene, studying certain special organelles resembling microdrops (centrosomes), engaged in the division of animal cells. Centrosomes are chemically active systems responsible for continuously exchanging proteins between the liquid environment and  cellular cytoplasm. Zwicker identified proteins in state A, which dissolve in the liquid environment and others in an insoluble state (B). Sometimes state B, spontaneously becomes state A, flowing out of  microdroplets. The opposite: that a protein in state A, transformed into state B, requires a source of energy. As long as there is energy,  molecules will flow in and out of an active microdroplets. In the primordial earth sunlight was that energy. When an active drop reached a certain volume the effluvia were counterbalanced to one another to stop growing and to have reached stable states. Instabilities of the form of the microdrops were due to an excess of molecules B, which  when  ingested  by a certain area of ​​the surface, accelerated the growth of the microdrolplets  as more molecules entered. Under these circumstances, the droplet  was elongated and its center was pinched   (because it had less surface area), giving rise to a pair of microdrops that grew to the characteristic size of its progenitor. When Zwicker saw the equations and divisions mentioned above, he realized they were protocells. Zwicker now works with Dora Tang (Biology Laboratory, Max Planck Institute), to observe the division of active microdrops. Tang's laboratory now synthesizes artificial cells made of polymers, lipids and proteins. According to Tang when the droplets begin to divide, they will transfer genetic information: proteins encoding RNA or DNA, provided in equal parts to  daughter cells. And, if the genetic material increases the rate of cell division,  protocells will acquire membranes.

MICROGOTAS  y ORIGEN DE LA VIDA


El rechazo de la teoría de la generación espontánea impulsaría a Aleksandr Oparin  (1924),  a plantear una  hipótesis sobre el origen de la vida. Según el:   relámpagos y rayos provocaron  reacciones químicas entre  aminoácidos  y moléculas orgánicas abióticas, formando  coloides (en océanos y aguas primitivas estancadas), mantenidos unidos por fuerzas electrostáticas que evolucionarían a  protocelulas (gotas liquidas, sin membranas,  conteniendo moléculas abióticas y después ácidos nucleicos),   propensas  a la autosíntesis,   teoría refrendada más tarde   por los experimentos de Stanley Miller (1953). Ahora  David Zwicker (Zwicker, D., Seyboldt, R., Weber, C. A., Hyman, A. A. & Jülicher, F. Nat. Phys. http://dx.doi.org/10.1038/nphys3984 :2016) y colaboradores (Max Planck Institute), se empeñan  en entender y replicar  la  formación de las primeras protocelulas (microgotas  químicamente activas: que absorbían y  expelían sustancias químicas), tendientes a hacerlas autocrecer y a autodividirse espontáneamente, fenómeno que crearía las    células más primitivas.  El siguiente paso para estas protocelulas,  seria auto-proveerse de  una membrana de acidos grasos para mantener capturadas las sustancias  químicas de la vida.  Es aquí donde los experimentos llevados a cabo por    Zwicker y sus estudiantes entran en escena,  estudiando  ciertas  organelas especiales semejantes  a microgotas (centrosomas), comprometidas en la división de  células animales. Los centrosomas  son sistemas químicamente activos encargados    de intercambiar  continuamente proteínas entre el medioambiente líquido y el citoplasma celular. Zwicker identifico  proteínas en  estado A, que se disuelven en el medio ambiente líquido y otras en estado insoluble (estado B). A veces el estado  B, se convierte  espontáneamente en estado  A,  fluyendo  fuera de la microgota. Lo contrario: que una proteína en estado A, se transforme en estado B, requiere una fuente de energía.  Mientras exista energía las moléculas fluirán  hacia dentro y hacia afuera de una microgota activa. En la tierra primordial la luz solar era esa energía.  Cuando una gota activa alcanzaba cierto volumen los influjos y eflujos se contrabalanceaban una a otra para dejar de crecer y  por haber alcanzado  estados estables. Las inestabilidades de la forma de las microgotas se debían a un exceso  de moléculas B, que ingesaban  a la microgota por cierta  área    de la superficie,  acelerándose  el crecimiento de la microgota a medida que más moléculas  ingresaban.  En estas circunstancias,  la gota se elongaba y  se perforaba su  centro (por tener menos área de superficie), originando un par de microgotas que crecían al tamaño característico de su progenitora. Cuando  Zwicker vio las ecuaciones y las divisiones mencionadas, se dio cuenta que eran protocelulas. Zwicker  trabaja ahora con   Dora Tang (Biology Laboratory,  Max Planck Institute), para   observar la división de  microgotas activas.  El laboratorio de Tang sintetiza   ahora células artificiales hechas de polímeros,  lípidos y  proteínas. Según Tang cuando las  gotas empiecen a dividirse  transferirán información genética: proteínas codificadoras de RNA o DNA, proveídas en   partes iguales a las   células hijas. Y,  si el  material genético incrementa la tasa de división celular, las protocelulas adquirirán membranas.  

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